Disruptive Technology pada Sektor Energi

Disruptive Technology pada Sektor Energi
Kepemimpinan dan Manajemen Krisis Jokowi- Maruf Menangani Covid-19
Pertarungan Realita Nyata dan Semu: Hoaks di Masa Pandemi Covid-19

Belakangan, istilah disruption innovation menjadi topik pembahasan yang hangat. Disruption innovation bukan hanya inovasi teknologi yang dapat melontarkan sebuah perusahaan kecil untuk melakukan lompatan kuantum menjadi pemain dominan dalam sektor industri, tetapi juga dapat mematikan pemain lama (petahana) yang tidak siap menghadapi munculnya disruptive technology tersebut.

Pakar marketing Indonesia, Profesor Rhenald Kasali, dalam buku terbarunya “Disruption” mengatakan bahwa disruption dapat dilihat sebagai kesempatan (opportunity) atau ancaman (threat). Tergantung apakah perusahaan itu siap atau tidak.

Contoh dari disruptive technology adalah yang terjadi dengan Kodak sebagai sebuah perusahaan film yang sudah berumur lebih dari 100 tahun. Perusahaan itu akhirnya harus menyatakan bangkrut karena kemunculan digital camera yang sebenarnya merupakan ciptaannya sendiri. Dalam sektor telekomunikasi, kelahiran mobile phone telah mengubah pola bisnis telekomunikasi yang sebelumnya berbasis fixed-line phone hanya dalam kurun waktu kurang dari 15 tahun. Dan yang terakhir adalah fenomena Uber yang telah membuat pusing taksi konvensional.

Banyak yang mengatakan, sektor energi adalah sektor yang tidak akan mengalami disruption dalam 20 tahun ke depan. Menurut kami, ini adalah analisa yang salah.

Lesson Learnt Kodak

Lesson learnt yang harus diambil dari kasus disruption adalah: Pertama,  sebuah perusahaan raksasa industri dengan penguasaan market lebih dari 60 persen sekalipun tidak akan luput dari ancaman kebangkrutan; Kedua, tidak ada sektor  industri yang luput dari kemunculan disruptive technology, bahkan untuk industri yang sudah matang seperti energi; Ketiga, Perusahaan harus dapat mengindentifikasi apa sesungguhnya bisnis inti (core business) perusahaan tersebut, karena sangat sering terjadi pergeseran market yang tidak disadari; Keempat, Perusahaan harus dapat mengindentifikasi faktor utama (determining factor) yang terpenting dari industri tersebut, sehingga dapat memprediksi dari arah mana disruptive technology akan muncul.

Pertamina sebagai BUMN yang dipersiapkan sebagai holding BUMN energi akan sangat rentan bila terjadi disruption. Maka seharusnya Pertamina mengantisipasi terjadinya disruptive technology agar dapat dijadikan peluang untuk menjadi keunggulan kompetitif dan untuk bersaing dalam pasar global, bukan malah menjadi ancaman.

Dalam tulisan ini, kami akan mencoba mengindentifikasi lesson learnt keempat, yakni dari mana arah munculnya disruptive technology di sektor energi dan kapan kemunculan itu akan terjadi.

Prasyarat Disruptive Technology

Untuk menjadi disruptive technology, dibutuhkan beberapa prasyarat: (1) Teknologi baru tersebut tidak berkembang secara linier dari teknologi sebelumnya, (2) Teknologi tersebut memberikan hasil/layanan dengan kehandalan yang jauh lebih baik dibandingkan dengan teknologi lama, (3) Biaya yang dibayarkan oleh pengguna lebih murah dibanding dengan teknologi lama. Secara umum distruptive technology selalu berasal dari sisi yang tidak diduga, bahkan inkubasi teknologinya tidak di ketahui oleh petahana sehingga tidak dianggap sebagai ancaman.

Hal yang terpenting adalah, apabila sebuah teknologi dapat menekan biaya produksi menjadi 10 kali lebih rendah dari teknologi eksisting, maka disruption akan terjadi.

Ketika bicara sektor energi, maka ada dua kategori umum: BBM untuk transportasi dan listrik. Keduanya menggunakan 80 persen bahan bakar berbasis fossil. Sebuah destruptive technology tentunya harus dapat menggantikan minyak bumi dan batubara sebagai bahan bakar utama.

Dalam sektor energi dari sisi transportasi, efisiensi mesin motor minyak yang hanya di bawah 20 persen dan pada sektor listrik dimana rata-rata kapasitas faktor pembangkit listrik masih di bawah 65 persen dengan efisensi di bawah 40 persen adalah indikator bahwa distruption pasti akan terjadi. Dua kata kunci: power density dan cost factor.

Dengan kata lain, power density tertinggi dengan biaya termurah itulah yang akan menjadi disruption. Walaupun biaya renewable energy semakin murah, tetapi karena power density-nya sangat kecil, maka renewable energy tidak mungkin menjadi disruptive technology untuk sektor energi.

Power density adalah fungsi sifat fisika sehingga tidak akan berubah, tetapi cost factor adalah fungsi riset dan investasi. Artinya, sejalan dengan waktu dan uang yang dikucurkan, maka cost factor akan turun.

Beberapa Teknologi yang Berpotensi Menjadi Disruptive Technology

Ada tiga jenis teknologi yang perlu dipantau perkembangannya dan menurut kami akan menjadi distruptive technology. Ketiga teknologi ini adalah teknologi yang sudah terbukti (proven), namun belum memiliki faktor penentu (certain determining factor)  dan cost factor sehingga teknologi tersebut saat ini tidak ekonomis, belum menjadi disruption, atau bahkan tidak ketahui karena masih “di bawah radar”.

Ketiga teknologi ini memiliki keterkaitan yang sangat erat. Ketika ketiganya bertemu dalam sebuah periode (technology convergence) pada saat faktor penentu tersebut ada, maka akan terjadi disruption pada sektor energi dan mengubah pola bisnis sektor energi  serta melontarkan perusahaan yang siap menjadi pemain global.

BBM: Bahan Bakar Sintesis dari Air Laut

Naval Research Laboratory (NRL) Angkatan Laut Amerika Serikat telah berhasil mengembangkan sebuah proses elektrokimia yang memecah hidrogen dari air laut dan menggabungkannya dengan rantai karbon, sehingga tercipta rantai hidrokarbon. Dengan kata lain menciptakan minyak dari air laut dengan sebuah proses yang disebut electrolytic cation exchange module (E-CEM). Proses ini telah mendapatkan paten pada tanggal 5 April 2016 dari Kantor Paten dan Merek Amerika Serikat dengan nomor paten (USTPO), Patent #9303323.

Modul E-ECEM (electrolytic cation exchange module) yang sudah beroperasi pada US. Naval Research Laboratory

Modul E-ECEM (electrolytic cation exchange module) yang sudah beroperasi pada US Naval Research Laboratory.

Rencananya, dalam 5 tahun ke depan teknologi ini akan dipasang pada semua kapal induk Nuklir Amerika Serikat, sehingga dapat mensuplai seluruh bahan bakar pesawat tempur yang ada di kapal induk. Walaupun saat ini biayanya masih mahal, menurut Dr. Heather Willauer, salah satu peneliti utama NRL, dalam 10-15 tahun ketika teknologi sudah matang, maka proses ini dapat menghasilkan BBM yang lebih murah dari minyak bumi.

Bila pada akhirnya teknologi E-CEM ini masuk ke sektor sipil, bisa dibayangkan pasti akan membuat bangkrut semua perusahaan minyak. Minyak tidak lagi perlu dieksplorasi dan dipompa keluar dari perut bumi, tetapi cukup diproses dari air laut sehingga dunia tidak akan kekurangan BBM.

Tetapi teknologi ini tidak akan menjadi disruption sebelum tersedianya energi yang murah, karena proses ini membutuhkan biaya yang cukup besar. Artinya, energi murah adalah faktor penentu apakah teknologi E-ECEM dapat menjadi pengganti BBM kendaraan dan ancaman bagi industri minyak.

 

Listrik Murah: Teknologi Reaktor Generasi IV

Salah satu sumber energi skala besar dengan biaya murah hanya akan feasible bila diintegrasikan dengan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir yang menghasilkan panas tinggi, seperti beberapa reaktor generasi maju (Gen-4), Molten Salt Reactor (MSR) atau High Temprature Gas Reactor (HTGR). Tetapi disayangkan, reaktor generasi maju tersebut sebagian besar masih dalam pengembangan dan baru akan beroperasi secara komersial sebelum 2030.

Bila dilihat dari power density, maka yang memiliki kepadatan energi tertinggi adalah nuklir. Sayangnya nuklir memiliki persepsi yang negatif dari aspek keselamatan, walaupun sesungguhnya merupakan teknologi pembangkitan listrik dengan tingkat kematian terkecil. Nuklir adalah energi teraman akibat kecelakaan yang diukur dalam kematian per terra watt jam (death per twh). Energi dengan tingkat kematian terbesar sesungguhnya dipegang oleh batubara.

Tetapi PLTN konvensional saat ini juga tidak dapat dikatakan sebagai disruptive technology karena biaya pembangkitan listrik nuklir masih belum dapat bersaing dengan batubara yang menyebabkan raksasa nuklir seperti Westinghouse gulung tikar. Hal ini menyebabkan bauran energi nuklir di dunia masih kecil pada kisaran 11 persen dibanding batubara yang di atas 50 persen.

Saat ini, beberapa tipe reaktor yang disebut sebagai reaktor generasi maju (Gen-IV), sebagian besar masih dalam proses pengembangan desain dengan kriteria skala kecil. Reaktor jenis ini dibuat dengan fabrikasi secara modular yang disebut SMR (Small Modular Reactor). Semua target kriteria desain Gen-IV adalah tingkat keselamatan tinggi dengan sistem pasif yang tidak menggantungkan kepada listrik, sehingga kemungkinan terjadinya pelelehan teras (meltdown) seperti di Fukushima tidak mungkin terjadi, dan dengan biaya produksi listrik yang dapat bersaing dengan batubara.

Hampir semua pengembang reaktor Gen-IV menargetkan dapat beroperasi sebelum 2030. Bahkan pemerintahan Amerika Serikat di bawah Presiden Trump akan memprioritaskan pengembangan reaktor Gen-IV. Selama ini pengembangan reaktor Gen-IV terhambat regulasi nuklir dan lebih diarahkan kepada reactor berbasis air (light water reactor), sehingga banyak pengembang Gen-IV keluar dari Amerika Serikat untuk mengembangkan teknologinya.

Beberapa pengembang Gen-IV yang keluar dari Amerika adalah Terra Power yang dimiliki oleh pendiri Microsoft, Bill Gates. Terra Power akan membangun reaktor yang disebut sebagai Travelling Wave Reactor di China.

Kemudian Thorcon Power, yang telah menandatangani MoU dengan tiga BUMN: PLN, Pertamina dan Inuki pada  Oktober 2015 untuk pengembangan prototipe 500 MWe Thorium Molten Salt Reactor (TMSR-500) di Indonesia. Berdasarkan desain, MSRE yang pernah beroperasi selama 13.o00 jam pada tahun 1960-an terbukti (proven).

Kajian awal (pre-feasibility study) telah diselesaikan pada  Oktober 2016 dengan kesimpulan bahwa TMSR-500 adalah teknologi yang feasible dan dapat menghasilkan listrik dengan biaya yang bersaing dengan batubara, oleh sebab itu layak dibangun di Indonesia.

Thorium Molten Salt Reactor (TMSR-500) Power Plant -- masing-masing menghasilkan 500 MWe

Thorium Molten Salt Reactor (TMSR-500) Power Plant , masing-masing menghasilkan 500 MWe.

Salah satu keunggulan TMSR-500 adalah sistem keselamatan pasif yang tidak membutuhkan listrik dan biaya produksi listrik yang sangat murah pada kisaran $0,03/kwh. Yang paling menarik adalah fasilitas ini dibangun di atas tongkang sehingga dapat ditempatkan di tengah laut atau di pinggir dermaga, sehingga tidak membutuhkan lahan.

Sekarang proyek ini masih dalam kajian dan dipertimbangkan. Kalaupun pada akhirnya TMSR-500 tidak dapat dibangun di Indonesia karena politisasi Nuklir yang cukup kuat, maka kami yakin negara lain di ASEAN seperti Vietnam, Thailand, dan Malaysia akan siap menerima teknologi ini dan akan menjadi kerugian bagi Indonesia.

Beberapa pengembang MSR lainnya menargetkan pengoperasian secara komersial sebelum 2025, salah satunya adalah Terresterial Energy di Kanada yang tahun 2018 sudah akan memasukkan permohonan perizinan pada regulator nuklir Kanada dan kepada regulator nuklir Amerika pada 2019.

Baterai Nuklir: PU238

Salah satu hambatan pengembangan mobil listrik adalah baterai.  Kendalanya karena teknologi baterai saat ini belum cukup dapat menyimpan listrik dalam waktu lama dan umur baterai yang tidak lebih dari 5 tahun. Walaupun ada beberapa teknologi baterai yang memiliki performa yang sedikit lebih tinggi dibanding teknologi baterai konvensional – seperti yang di desain oleh Tesla – tetapi baterai tersebut tergolong sangat mahal.

Sesungguhnya sejak tahun 1960-an sudah ditemukan sejenis baterai nuklir yang memanfaatkan panas peluruhan (decay heat) Plutonium-238 yang disebut Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG). Baterai ini sampai sekarang masih dipergunakan oleh NASA pada pesawat jelajah jauh ruang angkasa (deep space exploration) untuk perjalanan dimana tidak terdapat sinar matahari yang cukup untuk menghasilkan listrik, seperti untuk misi ke Planet Mars.

RTG (tabung hitam) untuk pesawat casini yang di kirim ke planet Saturnus sedang di cek.

RTG (tabung hitam) untuk pesawat Vasini yang dikirim ke planet Saturnus sedang dicek.

Rusia memanfaatkan RTG untuk memberikan listrik di menara mercusuar pada lokasi-lokasi terpencil yang jauh dari peradaban, seperti di Siberia dimana jaringan listrik tidak masuk.

Salah satu keunggulan RTG adalah dapat menghasillan listrik lebih dari 30 tahun dengan tingkat radiasi sangat kecil, bahkan pada awal pengembangan alat pacu jantung (pacemaker) pada tahun 1970-an. Baterai yang dipergunakan adalah PU-238 (nuclear pacemaker) yang sempat dibuat lebih dari 100 unit. Tetapi karena katakutan masyarakat terhadap radiasi, pemakaian PU-238 untuk pacu jantung dihentikan, walaupun semua pasien yang memakai pacu jantung nuklir tidak terdeteksi mengalami  paparan tingkat radiasi yang tinggi. Masih dalam ambang batas normal walau setelah pemakaian lebih dari 25 tahun.

Bahkan sampai sekarang, di Amerika masih ada sekitar 50 pasien yang memakai pacu jantung nuklir tersebut.  Saat ini, alat pacu jantung yang memakai baterai lithium harus diganti setiap 5 tahun. Padahal penggantian baterai tersebut harus dilakukan dengan melakukan pembedahan yang memiliki risiko.

alat pacu jantung Nuklir memakai PU-238

Alat pacu jantung Nuklir memakai PU-238


Salah satu kendala dari produksi PU-238 adalah karena hanya dihasilkan melalui reaksi fisi dalam reaktor nuklir yang memakai siklus thorium. Saat ini reaktor semacam itu sudah tidak ada lagi, sehingga stockpile PU-238 yang ada di dunia saat ini menjadi sangat terbatas sekali dan harganya luar biasa mahal. Menurut laporan Oregon State School of Nuclear Science and Engineering (NSE) for the Center for Space Nuclear Research, harga PU-238 yang dibeli oleh NASA berharga sekitar USD 8 Juta per kilogram.

Faktor penentu yang akan menjadikan baterai nuklir ini sebuah produk komersial adalah beroperasinya reaktor Gen-IV yang memakai bahan bakar thorium seperti yang direncanakan oleh Thorcon. By product dari Thorcon adalah PU-238 yang dapat dimanfaatkan sebagai baterai nuklir dengan biaya murah.

Apabila reaktor ini sudah beroperasi, produksi baterai nuklir dapat bersaing dengan baterai lithium dan memiliki kapasitas daya yang jauh lebih besar. Bayangkan, bila mobil listrik memakai baterai nuklir, maka mobil tersebut tidak perlu mengisi baterai selama umur mobil tersebut. Disruption terbesar yang akan menghantam industri minyak dalam 20 tahun ke depan adalah BBM sintesis dan baterai nuklir yang dapat menggantikan BBM transportasi.

Menurut Tony Seba, penulis buku “Clean Disruption“, 10 tahun setelah kemunculan mobil listrik yang memiliki jarak jelajah minimal 500 kilometer dalam sekali charge, dan harga jualnya setara dengan mobil berbahan bakar minyak, maka lebih dari 90 persen kendaraan akan menjadi kendaraan listrik.

Ketiga teknologi tersebut, BBM sintesis dan baterai nuklir memiliki faktor penentu yang sama, yaitu adanya reaktor nuklir yang dapat menghasilkan listrik murah dengan by product panas, yang mana TMSR-500 sangat tepat. Ketiga teknologi tersebut kami duga akan bertemu (converging) dalam kurun waktu 15 – 20 tahun ke depan. Ketika terjadi, hal ini akan mengubah pola bisnis semua perusahaan yang bergerak dalam sektor energi.

Semoga Pertamina sudah siap menghadapi perubahan distruptive technology ini.

 

Bob S. Effendy

Promotor Thorium dan energi terbarukan, konsultan ICT, pemerhati pertahanan, trainer & motivator, aktifis sosial dan konservasi keanekaragaman hayati

COMMENTS